CN107628269B - 一种联动解锁式微卫星在轨释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种联动解锁式微卫星在轨释放装置，包括一底座，微卫星连接端上设置有尾部接口，尾部接口与底座之间通过联动解锁组件实现锁定、解锁；底座与微卫星连接端之间设置有储能组件，其包括有：推板、分离弹簧、导向杆，推板在导向杆及分离弹簧的作用下推动微卫星与底座分离弹出；联动解锁组件包括有一转轴，转轴安装在底座上；转轴周向上均匀连接有至少三个曲柄，曲柄的末端连接有一锁块，转轴转动，通过曲柄带动锁块径向移动；尾部接口上周向均布有至少三个插孔，且插孔与锁块一一对应，锁块径向移动伸进或退出插孔，实现锁定或解锁。本发明提供的联动解锁式微卫星在轨释放装置，实现了微卫星在轨释放过程的联动解锁和平稳释放。

Description

一种联动解锁式微卫星在轨释放装置

技术领域

本发明涉及微小飞行器在轨释放装置技术领域，具体涉及一种联动解锁式微卫星在轨释放装置。

背景技术

我国载人航天工程空间站各舱段完成在轨组件后，需完成大量的在轨试验验证与在轨工程应用，微小飞行器在轨释放技术应运而生。按照国际空间站的在轨应用的经验，我国空间站完成在轨组件后，也具备微小飞行器在轨释放功能，微小飞行器主要包括外观外形不标准的微卫星与外形外观标准的立方星，微卫星是一种质量在10～100公斤之间的具有某种特定功能的微小飞行器，微卫星的外形包络与质量特性与其自身的功能需求相关，覆盖范围较大，对释放机构的适应能力提出较高的要求。微小飞行器随货运飞船进入空间站后，航天员手动将微小飞行器安装在释放装置后转运到舱外，在机械臂的辅助下完成微小飞行器在轨释放。

目前，国内已有单锁块解锁式微卫星在轨释放装置，但其存在解锁过程负载不均衡、卫星释放瞬间振动明显等问题，影响微卫星释放过程的准确性和安全性。

发明内容

针对背景技术中提出的问题，本发明提供了一种联动解锁式微卫星在轨释放装置，包括一底座，微卫星连接端上设置有尾部接口，所述尾部接口与所述底座之间通过联动解锁组件实现锁定、解锁；所述底座与所述微卫星连接端之间还设置有储能组件；

所述储能组件包括有：推板，位于所述底座与所述微卫星连接端之间，且所述推板通过至少三个周向均布的导向杆与所述底座连接，所述导向杆可相对于所述底座轴向移动；分离弹簧，位于所述推板与所述底座之间，且分离弹簧连接所述推板和底座；所述联动解锁组件解锁后，在所述分离弹簧的弹力作用下，所述推板推动所述微卫星与所述底座分离弹出；

所述联动解锁组件包括有一转轴，所述转轴安装在所述底座上；所述转轴周向上均匀连接有至少三个曲柄，所述曲柄包括一连杆，所述连杆的一端与所述转轴的外侧壁铰接，所述连杆的另一端与所述锁块铰接，所述转轴转动，通过所述连杆带动所述锁块径向移动；所述尾部接口上周向均布有至少三个插孔，所述插孔分布在所述转轴的外圈，且与所述锁块一一对应，所述锁块径向移动伸进或退出所述插孔，实现锁定或解锁；

所述底座上还设置有驱动所述转轴转动的电机，所述电机的输出轴与所述转轴固定连接，带动所述转轴转动；

所述底座上还设置有驱动所述转轴转动的手动锁紧轴，所述手动锁紧轴通过传动机构与所述转轴联动，手动转动所述手动锁紧轴带动所述转轴转动。

较佳地，所述推板朝向所述底座一端的外圈上设置有外护套，所述底座朝向所述推板一端的外圈上设置有内护套，所述外护套套设在所述内护套的外圈，且可相互移动；所述联动解锁组件、分离弹簧、导向杆均位于所述内护套内。

较佳地，所述导向杆的一端与所述推板固定连接，另一端穿过所述底座连接到一限位板上。

较佳地，所述底座背离所述微卫星的一端上延伸有支架，所述限位板的侧边与支架之间设置有导向机构，所述导向杆带动所述限位板轴向移动的时候，所述限位板相对于所述导向机构移动。

较佳地，所述限位板朝向底座的一面上设置有缓冲垫。

较佳地，所述底座与所述限位板之间还设置有可拆卸的调节螺杆，用于调节所述限位板与所述底座之间的间距。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明提供的联动解锁式微卫星在轨释放装置，由转轴带动三个或三个以上的锁块同步联动锁定或解锁，在微卫星锁紧阶段通过多锁块联合承载，具有受载均匀可靠等优点，在微卫星释放阶段采用多锁块联动解锁，具有释放平稳、低冲击性等优点；且该联动解锁式微卫星在轨释放装置还具有可重复性高、耗能低、结构简单可靠等优点。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为本发明实施例提供的一种联动解锁式微卫星在轨释放装置释放后示意图；

图2为本发明实施例提供的一种联动解锁式微卫星在轨释放装置微卫星安装后锁定状态示意图；

图3为本发明实施例提供的一种联动解锁式微卫星在轨释放装置锁定状态下联动解锁组件、储能组件、加载组件结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种联动解锁式微卫星在轨释放装置锁定状态下联动解锁组件局部放大示意图；

图5为本发明实施例提供的一种联动解锁式微卫星在轨释放装置锁定状态下联动解锁组件详细示意图。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

参照图1-5，本发明提供了一种联动解锁式微卫星在轨释放装置，包括一底座1，微卫星连接端上设置有尾部接口，尾部接口与底座1之间通过联动解锁组件实现锁定、解锁；底座1与微卫星连接端之间还设置有储能组件；

储能组件包括有：推板2，位于底座1与微卫星连接端之间，且推板2通过至少三个周向均布的导向杆5与底座1连接，导向杆5可相对于底座1轴向移动；分离弹簧4，位于推板2与底座1之间，且分离弹簧4连接推板2和底座1；联动解锁组件解锁后，在分离弹簧4的弹力作用下，推板2推动微卫星与底座1分离弹出；

联动解锁组件包括有一转轴14，转轴14安装在底座1上；转轴14周向上均匀连接有至少三个曲柄，曲柄包括一连杆21，连杆21的一端与转轴14的外侧壁铰接，连杆21的另一端与锁块19铰接，转轴14转动，通过曲柄带动锁块19径向移动；尾部接口上周向均布有至少三个插孔，插孔分布在转轴14的外圈，且与锁块19一一对应，锁块19径向移动伸进或退出插孔，实现锁定或解锁。

本发明提供的联动解锁式微卫星在轨释放装置，在微卫星锁紧阶段通过多锁块联合承载，具有受载均匀可靠等优点，在微卫星释放阶段采用多锁块联动解锁，具有释放平稳、低冲击性等优点；且该联动解锁式微卫星在轨释放装置还具有可重复性高、耗能低、结构简单可靠等优点。

在本实施例中，转轴14通过轴承22可转动的安装在底座1上，底座1上还设置有驱动转轴14转动的动力装置，动力装置用于驱动转轴转动，从而带动多个锁块同步锁定或解锁。

具体的，动力装置包括有电机16，电机16通过一电机座13固定在底座1上，电机16的输出轴通过连接键15与转轴14同轴固定连接，启动电机，从而带动转轴转动。进一步的动力装置还包括有手动锁紧轴11，参照图3，手动锁紧11通过轴承可转动的安装在底座1和电机座13上，手动锁紧轴11可相对于底座1和电机座13转动；手动锁紧轴11还通过传动机构与转轴14联动，手动转动手动锁紧轴11可带动转轴14转动；其中，传动机构为分别安装在转轴14和手动锁紧轴11上的大小齿轮，大小齿轮相互啮合实现传动；在其他实施例中传动机构也可为皮带传送等结构，此处不做限制。

本发明并联设置电机16和手动锁紧轴11，来驱动转轴转动实现锁定、解锁，从可实现手动解锁/锁紧与电动解锁/锁紧的切换和相互备份。

当然，在其他实施例中，也可是设置有电机16，或者只设置有手动锁紧轴11，可根据具体情况来进行选择，此处不做限制。

在本实施例中，微卫星尾部接口上的插孔是沿径向设置的，与插孔一一对应的锁块19也是沿着径向设置的；其中，锁块19通过导向套20安装在电机座13上，锁块19的一端连接曲柄，曲柄带动锁块19径向移动，锁块19的另一端插进/退出插孔。进一步的，曲柄包括有连杆21，连杆21的一端与转轴14的外侧壁铰接，连杆21的另一端与锁块19铰接；其中所述的铰接具体可通过轴连接等方式来实现，此处不做限制。本发明通过曲柄的设置将转轴的转动转换为锁块19在导向套20内的直线滑动，当然曲柄的具体结构并不局限于以上所述，可根据具体情况来进行调整，此处不做限制。

在本实施例中，底座1与微卫星连接端之间还设置有储能组件，用于解锁时提供力推出微卫星。

具体的，储能组件包括推板2、分离弹簧4；推板2位于底座1与微卫星连接端之间，且分离弹簧4连接推板2与微卫星连接端；联动解锁组件解锁后，在分离弹簧4的弹力作用下，推动推板2上移，并推动微卫星与底座1分离弹出。推板2与底座1之间还连接有至少三个导向杆5，多个导向杆5周向均布，导向杆与推板2固定连接，同时可相对于底座1轴向移动，在推板2移动过程中起到导向作用。

进一步的，导向杆5的一端与推板2固定连接，另一端穿过底座1连接到一限位板10上，且导向杆5与底座1之间设置有直线轴承18，从而方便导向杆5相对于底座1轴向移动；其中，限位板10的设置用于限定推板2的移动距离。底座1背离微卫星的一端上延伸有支架，限位板10的侧边与支架之间设置有导向机构，导向杆5带动限位板10轴向移动的时候，限位板10的侧边相对于导向机构移动，从而起到导向的作用；其中导向机构可通过导轨9来实现，当然在其他实施例中也可通过其它方式来实现，此处不做限制。

进一步的，限位板10朝向底座1的一面上设置有缓冲垫12，用于防止限位板10与底座的下端撞在一起，起到一定的缓冲作用。其中，缓冲垫12的设置数目可根据具体情况来进行选择，此处不做限制；缓冲垫12的设置位置此处也不做限制，可如如3中所示的，套设在导向杆5上，也可设置在限位板10的其他位置。

在本实施例中，底座1与限位板10之间还设置有可拆卸的调节螺杆8，用于调节限位板10与底座1之间的间距，即在微卫星装载过程中，使得限位板10下移，同时带动推板2压着分离弹簧4下移，使得分离弹簧4积蓄弹性蓄能，以为微卫星释放过程储蓄能量。其中，调节螺杆8的上端与底座1通过角接触轴承实现可转动连接，调节螺杆8的下端穿过限位板10，且与限位板10螺纹连接。

在本实施例中，推板2朝向所述底座一端的外圈上设置有外护套3，底座1朝向推板2一端的外圈上设置有内护套6，外护套3套设在内护套6的外圈，且可相互移动，联动解锁组件、分离弹簧、导向杆均位于内护套6内。本发明通过外护套3、内护套6设置，从而起到对装置的保护作用。

下面就本发明提供的联动解锁式微卫星在轨释放装置的工作原理，作进一步的说明：

1、微卫星锁定安装过程

首先，采用操作工具手动旋转调节螺杆8，带动限位板10向远离底座1的一侧运动，限位板10向运动时由安装在底座1上的3个导轨9以及设置在底座支架上的导向机构共同导向；限位板10带动导向杆5和推板2向后运动，推板2按压分离弹簧4积蓄弹性势能；

然后，将微卫星安装至与推板2贴合，并采用操作工具手动旋转手动锁紧轴11，手动锁紧轴11通过分别固连在转轴14和手动锁紧轴11上的大小齿轮间的啮合运动带动转轴14进行旋转，进而通过连杆21带动锁块19沿径向进行直线运动以进入微卫星尾部接口的插孔，对微卫星进行锁定；最后采用操作工具将调节螺杆8拆除。

2、微卫星解锁释放过程

电机16得电启动，带动转轴14旋转，而转轴14与锁块19间为曲柄滑块机构，从而带动锁块19直线退出微卫星尾部接口的插孔；微卫星尾部约束解除后，推板2在分离弹簧4的弹簧力作用下向释放方向运动，导向杆5在固定在底座1中的直线轴承18中滑动，保证推板2的指向精度，推板2推动微卫星运动直至分离弹出。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (6)

1.一种联动解锁式微卫星在轨释放装置，其特征在于，包括一底座，微卫星连接端上设置有尾部接口，所述尾部接口与所述底座之间通过联动解锁组件实现锁定、解锁；所述底座与所述微卫星连接端之间还设置有储能组件；

所述储能组件包括有：推板，位于所述底座与所述微卫星连接端之间，且所述推板通过至少三个周向均布的导向杆与所述底座连接，所述导向杆可相对于所述底座轴向移动；分离弹簧，位于所述推板与所述底座之间，且分离弹簧连接所述推板和底座；所述联动解锁组件解锁后，在所述分离弹簧的弹力作用下，所述推板推动所述微卫星与所述底座分离弹出；

所述联动解锁组件包括有一转轴，所述转轴安装在所述底座上；所述转轴周向上均匀连接有至少三个曲柄，所述曲柄包括一连杆，所述连杆的一端与所述转轴的外侧壁铰接，所述连杆的另一端与一锁块铰接，所述转轴转动，通过所述连杆带动所述锁块径向移动；所述尾部接口上周向均布有至少三个插孔，所述插孔分布在所述转轴的外圈，且与所述锁块一一对应，所述锁块径向移动伸进或退出所述插孔，实现锁定或解锁；

所述底座上还设置有驱动所述转轴转动的电机，所述电机的输出轴与所述转轴固定连接，带动所述转轴转动；

所述底座上还设置有驱动所述转轴转动的手动锁紧轴，所述手动锁紧轴通过传动机构与所述转轴联动，手动转动所述手动锁紧轴带动所述转轴转动。

2.根据权利要求1所述的联动解锁式微卫星在轨释放装置，其特征在于，所述推板朝向所述底座一端的外圈上设置有外护套，所述底座朝向所述推板一端的外圈上设置有内护套，所述外护套套设在所述内护套的外圈，且可相互移动；所述联动解锁组件、分离弹簧、导向杆均位于所述内护套内。

3.根据权利要求1所述的联动解锁式微卫星在轨释放装置，其特征在于，所述导向杆的一端与所述推板固定连接，另一端穿过所述底座连接到一限位板上。

4.根据权利要求3所述的联动解锁式微卫星在轨释放装置，其特征在于，所述底座背离所述微卫星的一端上延伸有支架，所述限位板的侧边与支架之间设置有导向机构，所述导向杆带动所述限位板轴向移动的时候，所述限位板相对于所述导向机构移动。

5.根据权利要求3所述的联动解锁式微卫星在轨释放装置，其特征在于，所述限位板朝向底座的一面上设置有缓冲垫。

6.根据权利要求3所述的联动解锁式微卫星在轨释放装置，其特征在于，所述底座与所述限位板之间还设置有可拆卸的调节螺杆，用于调节所述限位板与所述底座之间的间距。

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